Tıpta 3D Baskı: Belki Artık Yaşayan Organlara Gerek Yok

Medikal endüstrisinde en yaygın kullanılan 3B baskının ne olduğunu sormak istiyorsanız, uzuvları ve organları saymak doğaldır.

İnsan vücudunda en değişken doğa, uzuvlar, dişler ve benzerleridir. Bu parçaların ana işlevleri insanların hareketlerine ve yaşamlarına yardımcı olur ve işlevleri tektir, bu nedenle yapı nispeten basittir. Üstelik, uzuvların eksikliğinin teorik olarak zorlukla insan yaşamı üzerinde önemli bir etkisi vardır. Bu nedenle, protez ve protezler yaygındır ve 3D baskı teknolojisi göründüğünde, bu alana doğal olarak uygulanır.

Şu anda hayatta, 3D baskı protez teknolojisi çok olgun ve yaygın olarak kullanılmaktadır. İngiltere’deki bir kızın 3D avuç içi var, göçmen bir işçinin bir kafatası var ve Avustralya’daki CSIRO şirketi bile 3D göğüs oluşturmak için titanyum sternum ve kaburgalar tasarlayabiliyor.

Son zamanlarda yapılan bir çalışma da AI ve 3D baskıyı birleştirme olasılığını gösterdi. Berkeley'deki California Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi ve Shuliwell Dental Laboratory, otomatik olarak yeni taç tasarımları üretmek için bir Universal Confrontation Network (GAN) kurdu. Eksik diş taramasına dayanarak yeni tepenin şeklini tahmin eder. İlk önce, mandibula eksik dişin tarafı bir 2D görüntü üretmek için taranır. Daha sonra, çenelerin karşı tarafı da taranır. GAN, eksik dişler arasındaki mesafeyi anlar ve boşluğu 3D olarak yeni bir taç tasarımıyla doldurur.

GAN modellemesinin doğruluğuyla gelecekteki 3B baskının insan fizyolojik özellikleri ve fonksiyonel oryantasyon ile daha uyumlu olması beklenebilir. Örneğin, boşluğu alma sorunu daha iyi çözülebilir, böylece protezin yerleştirilmesi daha rahat olur.

Ekstremite, diş vb. Baskı yapmak kolaysa, 3D baskı organı zor olabilir. İlgili araştırmalar da düzenli bir şekilde yapılmaktadır.

3D baskı organlarının zorluğu, içlerindeki çok sayıda kan damarı nedeniyledir ve her bir organın organizasyonu da farklıdır. Örneğin, beyin esas olarak çok sayıda sinir dokusundan oluşur. Sinir dokularının basılması ve geliştirilmesinde hala önemli teknik zorluklar var.

Ancak iyi haber şu ki, 3B karaciğer basılmış ve hayatta kalmıştır. Amerikan biyoteknoloji şirketi Organovo, hücre kültürü odasında karaciğerin ihtiyaç duyduğu hücre dokusunu basmak için hücre 3D baskı teknolojisini kullandı. Bir kapta kültürlendikten sonra, normal şekilli bir karaciğere büyütülebilir ve insan vücuduna nakledilir. Bununla birlikte, bu karaciğerin hücreleri basıldıktan sonra etkinliklerini kaybeder ve ölü hücreler haline gelir.

Karaciğere ek olarak, böbrekler ve pankreas gibi organlar da incelenmektedir. Araştırmacılar genellikle gerçekten işlevsel ve taşınabilir 3D basılı organları elde etmenin en az 10 yıl sürdüğüne inanıyor. İnsan organ naklinin gelişimi için, 10 yıl uzun değildir, ama çok kısa değildir. Bu teknoloji bir kez gerçekleştiğinde, getirdiği değişiklikler devrimci olacak: Ameliyata ihtiyacı olan insanlar umutsuzca ölmek zorunda kalmayacaklar çünkü canlı organları bekleyemezler ve organlar seri üretilebilecek metalar haline gelecekler. Canlı organ yetersizliği, insan ömrünü uzatma ve hatta yeni bir endüstriyel organ tedarik zinciri yaratma üzerinde olumlu bir etkisi olacaktır.

Cerrahi geri gelebilir: "bir kereye mahsus" dan "tekrarlayan" a

3B baskı Tıbbi alanda mutlak bir avantaja sahip olan bir diğer uygulama da yardımcı cerrahidir.

Cerrahi, özellikle iç organlar gibi iç organların içsel işlenmesi için oldukça riskli bir iştir. Binlerce yıldır, doktorlar ameliyatın başarı oranını ve hastaların yaşam kalitesini nasıl geliştireceklerini yorulmadan takip ediyorlar.

Başlangıçta, görsel bir tıbbi cihaz bulunmadığında, doktorların belli bir kısmıyla bir sorunu varsa, yalnızca önce vücudu açabilir, sonra lezyonun yerini keşfedebilir ve işlemi gerçekleştirebilirler. Bu süreçte, doktorlar doğru yer tespiti için birikmiş deneyimlerine güvenirler. Bununla birlikte, insan vücudu farklıdır. Aletler ve elektronik cihazların desteği altında, doktorlar ameliyattan önce lezyonları teknik yollarla belirleyebilirler. Cerrahinin doğruluğu, deneyime kıyasla büyük ölçüde geliştirilmiştir.

İlk "tek bıçaklı düz" veya görsel alet kutsama olsun, ameliyatın bir özelliği vardır: bir kereye mahsus.

3D baskı teknolojisinin ortaya çıkmasıyla birlikte cerrahi başka bir özelliğe de başladı: tekrarlanabilirlik.

Şikago'daki Kuzeybatı Topluluk Tıp Merkezindeki cerrahlar son zamanlarda 3D teknolojisi olan beyin tümörü hastası ameliyatı yaptılar. Genel olarak, beyin ayrıntıları, beyin tümörlerinin çıkarılması için büyük bir risk oluşturan çıplak gözle görülemez. Beyin tarandıktan ve tümörün yeri belirlendikten sonra, doktorlar bir 3D beyin hasta modeli oluşturdular. Daha sonra, bu model aracılığıyla, doktorlar beynin tümörler dışındaki diğer alanlarını görebilir ve tüm ameliyat alanını bilir. En önemlisi, beyin modelinin inşası yoluyla, olası bir acil durumla başa çıkabilmek için gerçek ameliyattan önce birden fazla simülasyon alıştırması yapabilir ve aynı zamanda yanlışlıkla yaralanabilecek beynin sağlıklı alanlarına dokunmaktan kaçınırlar. .

Çin ayrıca 3D baskı uygulamalarında cerrahide teknolojik atılımlar yaptı. Geçen ay, Nanjing Tıp Üniversitesinin İkinci Bağlı Hastanesinin Kardiyovasküler Merkezi, kalp hastasının kalbini çoğaltmak, kalpteki karmaşık vasküler yapıyı keşfetmek ve farklı cerrahi prosedürleri simüle etmek için 3D baskılı kalp teknolojisini kullandı. Son olarak, en iyi cerrahi plan geliştirildi ve sorunsuz bir şekilde devam edildi.

Ardından, ameliyat "bir çekiçten sese" den tekrar test edilebilir bir tıbbi araca dönüştüğünde, hiç şüphesiz ameliyatın başarı oranını büyük ölçüde iyileştirecek ve riski azaltacaktır. Öte yandan, cerrahi prosedürün tekrarlanan simülasyonu sayesinde, doktorun operasyonel yeterliliği de artacak, operasyon süresi büyük ölçüde kısaltılacak ve hasta daha uzun ameliyattan muzdarip olmaktan kaçınacaktır.

Tepeleri geçtikten sonra, rüzgarlara doğru gitmeniz gerekir

Ek olarak, 3 boyutlu baskı teknolojisi, hastaların talep üzerine ilaç basması olasılığını elde etmek için ilaç endüstrisinde bile kullanılacaktır; ortopedik tabanlık, işitme cihazı gibi rehabilitasyon ekipmanı yapmak; kemik gibi baskı implantları. 3D baskı teknolojisinin, medikal sanayinin yönünü her yönden etkilediği söylenebilir.

Bununla birlikte, 3D tıbbi tedavi mükemmel değildir ve tanıtımında hala birkaç sorun vardır.

1. Maddi problemler. Daha önceki cerrahi vakalarda, hastanın sekonder ağrı çekmesine neden olan implantlar veya implant ile ilgili problemler veya implantın neden olduğu insan vücuduna zarar veren çoğu zaman implantlar ile ilgili problemler vardı. Daha sonra, gelişen bir teknoloji olarak, 3D baskı teknolojisi de bu konuyu dikkate almalıdır. Yalnızca yazdırma içinse, bunun için biraz küçük olabilir. İnsan vücudu için daha uygun olan malzemeleri keşfedebilirse, aynı zamanda teknoloji kaderinin önemli bir parçası haline gelecektir.

2. Ticarileştirme tanıtım sorunları. Bir teknoloji sadece bir vazo ise, kaderi uzun ömürlü olmalıdır. Daha sonra, 3D baskı için, bazı hastanelerde güçlü finansal gücü olan hala var. Piyasadaki ortalama 3B baskı ekipmanları yüz binlerce dolar ve hassasiyeti daha yüksek olan hastanelerde ekipman maliyeti daha yüksek. Örneğin, 3D baskının doğruluğu için tıbbi gereklilikler, bir Japon üretici tarafından basılan 3D karaciğerdeki kan damarları açıkça görülebilir ve bu hassasiyeti sağlayan ekipman genellikle hastanelere kabul edilemez. Bu nedenle, teknolojinin araştırma ve geliştirmesini güçlendirmek ve ekipman maliyetlerini azaltmak, hızlı batırma promosyonu için anahtar faktörler olabilir.

3. Organın kinetik enerjisini yazdırın. Şu anda, kısa ömürlü bir karaciğer, hücreleri üst üste bindirerek oluşturulabilse de, karaciğer işlevi olduğu anlamına gelmeyen bir işlev değildir. Aslında, mutfak eşyaları gibi çevre insan vücudu ile karşılaştırılamaz olduğundan farmakolojik testlerde farklılıklar olacaktır. Ek olarak, oksijen ve besinleri taşıyan kan damarlarının nasıl yapıldığına dair bir sorun var. Bu problem çözülmezse, hücreler uzun süre hayatta kalmayacaktır. Ek olarak, bu 3B baskı organı gelecekte insan vücudunun reddi sorunuyla da karşı karşıya kalacak. Vücuda adapte olmak mevcut canlı organdan daha mı iyidir, yoksa kabul edilmez mi? Hepimiz bilinmiyor.

Bir organ bir kez dahil olduğunda, birisi etik konular hakkında konuşacak. Bununla birlikte, hayatları daha iyi kurtarmak olduğu için bu konunun tartışması özellikle şiddetli olmamalıdır.

3D baskı, tıp sektörü için hala yeni bir şey. Ne zaman yeni bir teknoloji yaratılsa, tıp endüstrisinin denemek için bekleyemeyeceğini gördük. Bu yön, tıbbi sorunların çeşitliliğini ve karmaşıklığını yansıtırken, diğer yandan insanlara saygı ve yaşama huşu yansıtmaktadır. Ve bu hayata saygı, tıp pratisyenlerinin tepeleri geçmek için teknolojiyi kullanmaları için tükenmez bir itici güç olacaktır.